螺杆泵的结构设计与制造

　　螺杆泵的设计就是针对油井的井况和举升要求合理地选择确定螺杆泵的结构参数，如转子直径、运动偏心、定子导程、泵级数及定子过盈量和工作参数 （转子工作转数）。实践表明，螺杆泵的结构参数和工作参数不但决定了螺杆泵的工作特性，而且直接影响螺杆泵及其采油系统的可靠性。特别是对于工矿环境和原油物性相差比较大的油井，结构参数和工作参数对螺杆泵输出特性的影响规律及影响程度有所不同，螺杆泵的设计是使其具备较好综合特性的关键。
 

　　此外，设计不同头数的螺杆泵也是一种趋势。美国泵服务有限公司 （American PumpＳervice，Ina.）研制了螺杆衬套副为4∶5的潜油多头螺杆泵，与单头螺杆泵相比，多头螺杆泵大大减小了泵的几何尺寸，提高了泵的排量和压头，降低了泵的转速，减轻了泵的振动。在下泵深度为610ｍ，排量为318ｍ3／ｄ的相同条件下，要求单头螺杆泵外径为114.3ｍｍ，长度为8.53ｍ，而4∶5头的多头螺杆泵外径只需88.9ｍｍ，长度仅为3.35ｍ。

　　国内辽宁福泰机械制造有限公司已生产出螺杆衬套副为2∶3头用于地面驱动的螺杆泵，开创了一个良好的先例。

　　螺杆泵的制造质量反应在定子衬套的粘接、定子橡胶的硫化、定子和转子的表面质量、结构尺寸精度及型线精度等方面。因加工质量存在问题而导致泵体脱胶、定转子抱死、定子橡胶破裂、转子表面镀层剥落等，引起油井举升失效的井下事故时有发生，加之型线精度决定定转子的啮合特性，是影响螺杆泵寿命的关键因素。因此，制造水平，尤其是定子制造的工艺稳定性、定转子加工几何尺寸精度是决定螺杆泵产品质量的重要因素。

　　提高螺杆泵的制造质量还体现在转子的表面处理工艺上。由于原油中含有酸 （或碱）性气体，含有一定比例的砂粒，使螺杆泵转子处于腐蚀和磨蚀环境下，在这种工况下表面硼化处理的转子比表面镀铬的转子寿命长得多。实验表明，仅在腐蚀性条件下，表面硼化处理的转子寿命是表面镀铬转子寿命的５倍，表面具有氮化钨层的转子也比传统镀铬转子性能优越。遗憾的是，国内目前多采用镀铬转子。
 

　　螺杆泵转子的预成型工艺还可以分成两类：

　　（１）圆钢热轧成形转子。螺杆泵的转子一般采用圆钢毛坯加工成形。这种制造方法，不仅加工时间较长，而且还浪费材料、成本较高、形成不理想的锻造流线，使用效果并不太好。如果采用圆钢热轧成形转子，不仅可以节约加工工时，而且还节约金属材料、降低成本，具有较理想的锻造流线。使用效果也更好。所以，近年来，国外使用圆钢热轧成形转子较多。

　　（２）钢管热轧成形转子。采用钢管热轧成形转子，除具有上述圆钢热轧转子的优点外，还能节约更多的金属材料，转子的重量比较轻。